LTE：PUCCH简介

 

      这个专题系列将介绍PUCCH。主要内容包括PUCCH简介，各种PUCCH format介绍，PUCCH资源计算，以及如何使用PUCCH来发送HARQ ACK/NACK等（暂时打算写这么多，如果有更多的内容，后面会更新）。

 

PUCCH简介

      UE需要发送必要的上行L1/L2控制信息以支持上下行数据传输。上行L1/L2控制信息（Uplink Control Information，UCI）包括

·        SR：Scheduling Request。用于向eNodeB请求上行UL-SCH资源。

·        HARQ ACK/NACK：对在PDSCH上发送的下行数据进行HARQ确认。

·        CSI：Channel State Information，包括CQI、PMI、RI等信息。用于告诉eNodeB下行信道质量等，以帮助eNodeB进行下行调度。

      与下行控制信息（DCI）相比，为什么上行控制信息（UCI）只需要携带这么少的信息呢？这里秉承了一个原则：UE只需要告诉eNodeB不知道的信息。

      由于上行调度是在eNodeB侧实现的，与上行资源分配相关的信息（Resource block assignment、MCS等）是由eNodeB通过UL grant告诉UE的，且对应该UL grant，UE在哪个上行子帧发送数据是固定的（对应关系见36.213的Table 8-2），所以eNodeB知道UE会在哪个上行子帧的哪些RB上使用哪种MCS发送数据，而不需要UE通知它。

      而与HARQ相关的信息：

·        由于上行调度是在eNodeB实现的，NDI和TB size也是由eNodeB通过UL grant发送给UE的，所以eNodeB知道这些信息；

·        由于UL HARQ是synchronous（同步）的，eNodeB和UE都可以根据初传/重传/ACK/NACK的timing关系推导出UL HARQ process ID；

·        UL HARQ中使用的RV（Redundancy version）遵循一个预先定义好的模式，eNodeB事先也是知道的：

     Initial transmission的RV值为0；

     如果retransmission是由PHICH触发而不是由PDCCH触发（上行非自适应重传），则RV值为序列的下一个RV值（顺序为0,  2, 3, 1。见36.321的5.4.2.2节）；

     如果retransmission是由PDCCH（UL Grant）触发（上行自适应重传），RV由指示重传的UL grant中的modulation and coding scheme决定（使用其中保留的3种组合，见36.213的8.6.1节）。

      而一些下行独有的一些东西，如DAI、TPC command for PUCCH、SRS request之类的配置，UCI就更没有必要发送了。

      即使UE没有被分配任何UL-SCH资源，UE也可能需要发送上行控制信息。取决于UE是否被分配了上行UL-SCH资源，LTE定义了2种不同的方式用于发送上行L1/L2控制信息。

·        如果UE在当前子帧没有被分配用于发送UL-SCH数据的上行资源，则UE使用PUCCH来发送上行L1/L2控制信息。对于载波聚合（Carrier Aggregation，CA）而言，PUCCH只能在PCell上传输。这意味着，多个载波单元发送的下行数据的HARQ确认信息需要在同一个上行载波单元（对应PCell）中发送。

·        如果UE在当前子帧被分配了用于发送UL-SCH数据的上行资源，则UE使用PUSCH来发送上行L1/L2控制信息。如果UE已经被分配了UL-SCH资源，就没必要再发送SR了。在载波聚合中，所有载波单元的L1/L2控制信息必须在同一个上行载波单元（并不一定是PCell）中传输，这点与PUCCH类似。

      UE在一个上行子帧内需要发送的上行控制信息可能不同，因此LTE定义了几种不同的PUCCH format（如图1所示）。

 

图1：PUCCH format简介

 

      对于PUCCH而言，有几个很重要的限制，并对如何发送上行控制信息有很大影响：

·        一个UE在一个TTI内至多发送一个PUCCH；

·        对TDD而言，PUCCH不能在特殊子帧的UpPTS域中发送，即不能在特殊子帧上发送PUCCH

      与Rel-8不同，在Rel-10中，允许同一UE在同一子帧同时发送PUCCH和PUSCH，这是通过IE：PUCCH-ConfigDedicated-v1020的simultaneousPUCCH-PUSCH-r10字段来配置的。通常只有在UE有足够的功率且不影响覆盖的情况下，才会配置UE同时发送PUCCH和PUSCH。

      与Rel-8不同，在Rel-10中，支持2天线端口发送PUCCH，用以实现PUCCH的传输分集，该技术被称作SORTD（Spatial Orthogonal-Resource Transmit Diversity，关于该技术的介绍，请参见[1]的11.3.3节和[2]的29.4.2节）。由于不同的PUCCH format，2天线发送端口的RRC配置参数有所不同，所以会放在后面介绍各种PUCCH format时予以介绍。

 

【参考资料】

[1]     《4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband》

[2]     《LTE - The UMTS Long Term Evolution, 2nd Edition》

 

      多谢大家的支持，我通常每周都会更新一篇博客。由于各种各样的原因，我也无法确定会在一周的星期几发布，但自从写博客以来，每周更新还是能够保证的。希望大家在看我博客的同时，能够多提一些意见或问题，大家一起交流。